Die Erfindung betrifft eine selbsttätig auslösbare Skibindung mit einem Vorder- und Fersenteil, einem mechanischen Schuhhaltesystem, einer elektronischen Steuerung und einem Auslösesystem für den Skischuh, bei dem ein fersenseitiger Sohlenhalter im Belastungsfall über einen Signalgeber mechanisch mit einem Signalnehmer der elektronischen Steuerung in Funktionsverbindung bringbar ist.
Bekannte Skibindungen unterscheiden im wirklichen Einsatzfall nicht zuverlässig genug zwischen Sprung und Sturz; sie neigen deshalb dazu, auch bei kurzzeitigen, für den Skiläufer ungefährlichen Stößen auszulösen. Bei bekannten elektronisch gesteuerten Skibindungen ist bei Ausfall der Stromversorgung, der auf ständigen Stromverbrauch zurückzuführen ist, keine Auslösung möglich.
Aus der AT-A 376 893 ist ein fersenseitiger Teil einer Skibindung mit elektrischer Auslöseeinrichtung bekannt. Ein im Fersenteil eingespannter, als federnder Stab ausgebildeter Kontakt drückt in Abfahrtsstellung gegen eine im nach hinter weisenden Teil des Skischuhs ausgebildete räumliche Steuerkurve, so daß bei Bewegungen, die zu einer Gefährdung des Beins oder des Fußes eines Skiläufers führen können, die Auslösung der Skibindung elektrisch aktiviert wird. Der federnde Stab wird dabei gegen einen weiteren auf dem Fersenteil angeordneten Kontakt gedrückt, so daß sich ein Auslösekreis schließt und der Magnet eines Magnetventils erregt wird, das im Fersenteil eingebaut ist. Das erregte Magnetventil gibt die Verbindung zwischen zwei Zylinder-Kolbenanordnungen frei und die Bindung kann annähernd kraftfrei geöffnet werden. Diese Skibindung funktioniert nur mit einem speziell auf sie abgestimmten Skischuh.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätig auslösbare Skibindung zu schaffen, die ein zuverlässiges Halten und Auslösen unter allen Betriebsbedingungen gewährleistet und betriebsbereit auf einfache Weise unter verschiedenen Skiern ausgetauscht werden kann.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst, wobei
Die Kippbarkeit des Vorderteils um eine querliegende Achse führt zu einer klaren Trennung zwischen den Funktionen des Einsteigens in die Bindungseinheit und des vom Skiläufer gewollten Aussteigens einerseits und des Auslösens bei drohender Verletzungsgefahr andererseits:
Die erstgenannte Funktion ist ausschließlich dem Vorderteil zugewiesen; nur dieses wird vom Skiläufer beim Anlegen der Skier aus einer Einstiegsstellung in eine Gebrauchsstellung abwärtsgekippt, vorzugsweise durch einfaches Niederdrücken des Vorderteils mit dem Zehenteil des Skischuhs. Ebenso wird zum gewollten Aussteigen aus der Bindungseinheit normalerweise nur das Vorderteil vom Skiläufer betätigt. Dabei braucht sich der Skiläufer nicht umzudrehen, da er das Vorderteil bei normaler Körperhaltung mit einem Skistock leicht betätigen kann.
Die Freigabe des Skischuhs bei einem Sturz wird hingegen vom Fersenteil der Bindungseinheit ausgelöst, und dies geschieht nach einer bestimmen Einwirkzeit einer einen Grenzwert überschreitenden Belastung, so daß eine sichere Unterscheidung zwischen einem für den Skiläufer ungefährlichen Stoß, beispielsweise bei einem Sprung, und einem sich bedrohlich entwickelnden Sturz stattfindet.
Die klare Trennung zwischen den normalen Funktionen des Vorderteils einerseits und des Fersenteils andererseits schließt allerdings nicht aus, daß auch das Fersenteil willkürlich auslösbar ist, was für Vorführ- und Prüfzwecke ebenso vorteilhaft sein kann wie in dem Fall, daß die Vorderbindung für den beispielsweise in einer Schneewächte steckengebliebenen Skiläufer schwer erreichbar ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ist eine Ansicht schräg von vorne oben der gesamten Skibindung. Deren Hauptbestandteile sind ein Fersenteil 1, ein Paar Verbindungsleisten 2 und ein Vorderteil 3. Diese bilden zusammen eine als Ganzes austauschbare Einheit, die durch Rastvorrichtungen 4 in einer wählbaren Stellung in Aufnahmeschienen 5 festgehalten ist, welche mit Schrauben 22 auf dem Ski 17 fest montiert sind. An den Verbindungsleisten 2 sind das Fersenteil 1 sowie das Vorderteil 3 der Skibindung entsprechend der Größe des zugehörigen Skischuhs 20 (Fig. 2 und folgende) mittels Arretiervorrichtungen 7 arretiert.
Das Vorderteil 3 kann mit einem Skistock 19, dessen Spitze in eine Pfanne 6 eingesetzt wird, geöffnet werden. Für eine Feinjustierung entsprechend unterschiedlichen Skischuhgrößen ist eine Längenjustierschraube 8 im vorderen Abschnitt des Vorderteils 3 leicht zugänglich angeordnet. Die erforderliche Höhe entsprechend unterschiedlich dicken Schuhsohlen kann mit eine Höhenjustierschraube 9 eingestellt werden.
Am Fersenteil 1 und am Vorderteil 3 ist je ein Paar senkrechte Auslenkrollen 14 gelagert, die in bekannter Weise eine horizontale Auslösung des Skischuhs 20 ermöglichen, dessen Sohlenvorder- bzw. Hinterkante an ihnen abgestützt ist. Die Sohle des Skischuhs 20 (Fig. 2, 4 und folgende) liegt im übrigen nur auf Lafetten 13 auf. Zwischen den Verbindungsleisten 2 ist ein Raum zur Aufnahme von an der Schuhsohle haftendem Schnee oder Schmutz freigelassen, so daß die Auslöseeigenschaften nicht durch Pressungen oder zusätzliche Reibungen verändert werden. Die Lafetten 13 weisen an ihrer Unterseite Walzen 18 auf, die zwischen den Verbindungsleisten 2 abrollbar sind.
Um die Skibindung besser dem Können des Skiläufers oder äußeren Umständen anpassen zu können, ist an der Oberseite des Fersenteils 1 eine Anzeige mit einer Skala 10 für das Eigengewicht des Skiläufers und einer Skala 11 für den Anpreßdruck bei gegebener Länge des Skischuhs 20 sowie eine Anzeige 12 für elektrische Funktionen vorgesehen, die es dem Skifahrer ermöglichen, die Funktionsfähigkeit seiner Skibindung jederzeit zu prüfen.
Fig. 2 und 2a zeigen in Seitenansicht bzw. Draufsicht das Fersenteil 1, das Vorderteil 3 sowie die auslösbaren Rastvorrichtungen 4 am Vorderteil 3. Fig. 2b zeigt die zugehörige Draufsicht ohne das Fersenteil 1 und mit teilweise weggebrochenem Vorderteil 3. Gemäß Fig. 2a und 2b sind die Verbindungsleisten 2 mit Arretieröffnungen 16 versehen und an ihren Enden durch Stege miteinander verbunden, so daß sie als Einheit in die Aufnahmenschienen 5 einschiebbar sind. In den Arretieröffnungen 16 sind die Arretiervorrichtungen 7 des Fersenteils 1 und des Vorderteils 3 einrastbar.
Das Vorderteil 3 hat einen Sockel, der mit Nieten 21 an einer Grundplatte 23 fest montiert ist. An der Grundplatte 23 sind die Arretiervorrichtungen 7 des Vorderteils 3 angeordnet. Die Verbindungsleisten 2 haben ein gemeinsames, blattfederartiges Vorderende 24, das gemäß Fig. 3 nach oben gebogen ist und die Rastvorrichtungen 4 trägt. Die Aufnahmeschiene 5 im Bereich des Vorderteils 3 weist zahnstangenartige Rastenanordnungen 15 auf, in welche die Rastvorrichtungen 4 unterhalb des Vorderteils 3 einrastbar sind.
Gemäß Fig. 2b sind die Arretiervorrichtungen 7 des Fersenteils 1 und des Vorderteils 3 in den Arretieröffnungen 16 der Verbindungsleisten 2 fest eingerastet. Dadurch ist die Skibindung für eine bestimmte Sohlenlänge des Skischuhs 20 eingestellt. Die gesamte Skibindung ist durch Einrasten der Rastvorrichtungen 4 in den Rastenanordungen 15 der Aufnahmeschiene 5 in der gewählten, beispielsweise für Abfahrt oder für Slalom geeigneten, Stellung am Ski 17 befestigt.
Gemäß Fig. 3a und 4a hat das Vorderteil 3 ein Gehäuse 25, das in bezug auf die Grundplatte 23 um eine Kippachse 40 kippbar ist, die im rechten Winkel zur Längsrichtung der Aufnahmeschiene 5 parallel zur Skiebene angeordnet ist. Fig. 4, 4a sowie 4b zeigen eine bekannte Art der Verriegelung des Gehäuses 25 des Vorderteils 3 an dessen Grundplatte 23 mittels eines Kniehebels 26, der aus der Einstiegstellung gemäß Fig. 4a in eine gestreckte Stellung gemäß Fig. 4 schwenkbar ist, indem man mit dem vorderen Sohlenteil des Skischuhs 20 auf ein Pedal 30 tritt.
Der Kniehebel 26 ist mittels eines Hebels 27, an dem die Pfanne 6 ausgebildet ist, auslösbar. Wird der Hebel 27 mechanisch, beispielsweise durch eine mit dem Skistock 19, auf die Pfanne 6 ausgeübte, nach unten gerichtete Kraft betätigt, so entriegelt sich das Vorderteil 3. Das Gehäuse 25 kippt dann gemäß Fig. 4a um die Kippachse 40 nach oben um einen Öffnungswinkel, der vorzugsweise größer als 25° ist. Dieser Öffnungswinkel ist jedoch wesentlich kleiner als der für das Öffnen und Verschließen einer Skibindung mit einem nach oben beweglichen Fersenteil erforderliche Öffnungswinkel.
Drückt man, wie in Fig. 4b gezeigt, in der Nähe der Höhenjustierschraube 9 auf das Gehäuse 25, so kippt das Gehäuse 25 aus seiner in Fig. 4 abgebildeten fahrbereiten Stellung um die Kippachse 40 nach unten und drückt die Rastvorrichtungen 4 aus den Rastenanordnungen 15 der Aufnahmeschiene 5. Die gesamte Bindung kann nun längs der Aufnahmeschiene 5 verstellt oder vollständig herausgezogen werden. Gibt man das Gehäuse 25 anschließend wieder frei, so können die Rastvorrichtungen 4 gemäß Fig. 4 in der neuen Position der Bindungseinheit wieder in die Rastenanordnungen 15 einrasten.
Gemäß Fig. 5 bis 10 und folgende hat das Fersenteil 1 ein Stützteil 50, das mittels eines federbelasteten Sohlenhalters 48 den hinteren Absatzrand des Skischuhs 20 einspannt. Das Stützteil 50 ist auf einem Gehäuse 31 des Fersenteils 1 längsverschiebbar geführt. Im Gehäuse 31 ist eine Hülse 32 ebenfalls längsverschiebbar geführt, die vorne offen ist und eine Feder 51 enthält. Die Feder 51 stützt sich nach hinten an einer Einstellschraube 52 ab, die von hinten her in die Hülse 32 eingeschraubt ist. Das vordere Ende der Feder 51 drückt gegen einen Stößel 33, an dessen vorderem Ende eine Rolle 34 gelagert ist. Die Rolle 34 drückt von hinten gegen den Sohlenhalter 48, der um eine querliegende Achse 35 schwenkbar am Stützteil 50 gelagert ist.
Die Feder 51 drückt somit das Stützteil 50 nach vorne in Richtung zum Skischuh 20. Die Vorspannung der Feder 51 läßt sich entsprechend dem Körpergewicht des Skiläufers mit Hilfe der Einstellschraube 52 von außen her verändern. Anzeigeeinrichtungen 53, 54 zeigen dem Skiläufer Änderungen der Einstellung.
Im unteren Teil des Gehäuses 31 ist ein Sperrkörper 36 längs verschiebbar geführt, der durch eine Brücke 37 mit der Hülse 32 fest verbunden ist und mit seinem hinteren Ende mehr oder weniger weit in eine im Gehäuse 31 befestigte Sperrhülse 38 eindringt. Die Verschiebbarkeit des Stützteils 50 ist nach vorne durch einen senkrechten Stift 55 begrenzt, der sich durch einen Längsschlitz 39 des Sperrkörpers 36 hindurcherstreckt. Der Sperrkörper 36 und die Sperrhülse 38 sind Bestandteil einer Sperrvorrichtung mit einem Paar Wälzkörper 56, die in dem käfigartigen hinteren Ende des Sperrkörpers 36 aufgenommen und bei fahrbereiter Bindung gemäß Fig. 6 mittels eines keilförmigen Schlüssels 41 so auseinandergespreizt sind, daß sie an einem Absatz 42 der Sperrhülse 38 anliegen und dadurch ein weiteres Eindringen des Sperrkörpers 36 in die Sperrhülse 38 verhindern.
Die Sperrvorrichtung ist über einen Elektromagneten 57 und einen Magnetanker 58 lösbar. Dies geschieht dadurch, daß beim Erregen des Elektromagneten 57 der Magnetanker 58 geschoßartig auf das hintere Ende des Schlüssels 41 aufprallt und diesen gegen den Widerstand einer Rückstellfeder 43 nach vorne stößt, so daß die Wälzkörper 56 sich einander nähern und nicht mehr verhindern können, daß der Sperrkörper 36, dem Druck der Feder 51 folgend, gemäß Fig. 6 weiter in die Sperrhülse 38 eindringt. Infolgedessen kann das Stützteil 50 dem vom Skischuh 20 ausgeübten Druck nach hinten ausweichen, so daß der Sohlenhalter 48 den Absatz des Skischuhs freigibt.
Das Gehäuse 42 ist hinter dem Elektromagneten 57 mit einer eingeschraubten Verschlußkappe 59 verschlossen.
Gemäß Fig. 6 und 6a ist im Stützteil 50 ein mechanischer Signalgeber 69 gegen den Widerstand einer Feder 47 nach hinten verschiebbar geführt. Der Signalgeber 69 hat an seinem hinteren Ende eine Verdickung 44 mit nach hinten weisender Spitze. Im Bewegungsbereich dieser Verdickung 44 sind ein vorderer Signalnehmer 64 und ein hinterer Signalnehmer 65 angeordnet, die betätigt werden, wenn die Verdickung 44 eine Schaltstellung S1 bzw. S2 erreicht. Dies geschieht als Folge einer beim Skilaufen auftretenden Belastung des Sohlenhalters 48, durch die das Stützteil 50 und der Signalgeber 69 nach hinten gedrängt werden.
Wenn der vordere Signalnehmer 64 betätigt wird, aktiviert er im Fersenteil 1 untergebrachte Batterien 78 (Fig. 5). Wird der Druck auf das Stützteil 50 und somit auch auf den Signalgeber 69 noch größer und verschiebt sich dieser dadurch noch weiter nach hinten, so wird als nächstes der hintere Signalnehmer 65 betätigt. Dieser liegt in einem Stromkreis, der ein Zeitglied enthält. Das Zeitglied sorgt dafür, daß der Elektromagnet 57 erst dann mit Strom versorgt wird, wenn die Dauer der Einwirkung des Signalgebers 69 auf die Signalnehmer 64 und 65 eine bestimmte Zeitspanne überschritten hat. Dadurch wird verhindert, daß das Fersenteil 1 bei kurzzeitigen Rückwärtsverchiebungen des Stützteils 50, beispielsweise infolge eines Sprungs des Skiläufers, auslöst.
Bei Überschreitung der Zeitspanne wird der Elektromagnet 57 aktiviert und dadurch der Magnetanker 58 angezogen, der in im Prinzip bekannter Weise geschoßartig auf dem Schlüssel 41 aufschlägt, so daß dieser die Wälzkörper 56 freigibt. Infolgedessen wird das Stützteil 50 frei und kann sich nun um eine relative große Wegstrecke nach hinten verschieben, so daß der Skischuh 20 vollkommen frei aus der Skibindung herausfallen kann. Der Skiläufer kann somit in beliebiger Richtung stürzen, ohne noch durch die Bindung gefährdet zu werden.
Wird der Skischuh 20 nicht mehr in der Skibindung gehalten, so entfällt die nach hinten gerichtete Druckkraft auf den mechanischen Signalgeber 69, und dieser wird von seiner Feder 47 nach vorne zurückbewegt. Dadurch wird der Strom sofort unterbrochen, so daß die Batterien geschont werden. Die Batterien 78 sind vorzugsweise Lithium-SO₂-Batterien, die gemäß Fig. 5 eine einseitige Sromkontaktierung 79 zum Anschluß an im Gehäuse 31 angeordnete Kontakte 80 und 81 aufweisen. Eine Funktion solcher Batterien bis minus 50° während eines Jahres läßt sich gewährleisten. Zur Funktionskontrolle des Auslösesytems ist ein zusätzlicher Signalgeber 67 an der Oberseite des Fersenteils 1 angeordnet.
Auch bei einem Versagen der Elektronikschaltung kann der Skischuh 20 bei einem Sturz des Skiläufers über die Auslenkrollen 14 sowohl vorn als auch hinten seitlich ausgelenkt werden. Ohne den elektromagnetisch ausgelösten Rückzug des Stützteils 50 wird der Skischuh 20 dann vollständig freigegeben, wenn er über den Sohlenhalter 48 eine so große nach hinten gerichtete Kraft auf das Stützteil 50 ausübt, daß dieses gegen zunehmenden Widerstand der Federn 47 und 51 eine Stellung erreicht, in welcher der Sohlenhalter 48 den Absatz des Skischuhs 20 freigibt. Anschließend stellen die Federn, 43, 47 und 51 das Fersenteil 1 in seine Ausgangsstellung zurück.
In seitlichen Ausnehmungen des Fersenteils 1 sind Bügel einer Skibremse 70 gelagert, die im geschlossenen Zustand der Skibindung gemäß Fig. 1 formschlüssig in das Fersenteil 1 integriert sind. Fig. 7 und 8 zeigen in Draufsicht bzw. Seitenansicht das Fersenteil 1 nach Freigabe des Skischuhs 20 mit ausgefahrener Skibremse 70.
Am hinteren Ende des Fersenteils 1 sind Öffnungen 49 und 60 erkennbar; durch die Öffnung 49 ist die Einstellschraube 52 zugänglich, und durch die Öffnungen 60 können die Batterien 78 eingeführt werden. Ebenfalls am hinteren Ende ist in der Verschlußkappe 59 ein Notauslöseknopf 62 angeordnet, der von Hand betätigt werden kann, um den Magnetankter 58 in seine Auslösestellung gemäß Fig. 6a nach vorne zu stoßen. Der Skiläufer hat somit auch jederzeit die Möglichkeit, die Funktion der Bindung zu prüfen.
In Fig. 7 sind die Anzeigen 10, 11 und 12 sowie die Höhenjustierschraube 9 und die Lage der vertikalen Auslenkrollen 14 noch einmal verdeutlicht. Der Fig. 8 ist zu entnehmen, wie das klauenartig ausgestaltete Stützteil 50 mit der zugehörigen Lafette 13 in Verbindung steht. Ebenso ist die feste Anordnung der Aufnahmeschiene 5 auf dem Ski 17 sowie die Anordnung der Rollen 18 unterhalb der Lafette 13 erkennbar.
Fig. 9 ist die zu Fig. 5 bis 8 gehörige Ansicht des Fersenteils 1 mit ausgefahrener Skibremse 70 von hinten und zeigt die Lage der Verbindungsleisten 2 in der Aufnahmeschiene 5. Auch sind die Einstellschraube 52 sowie Batterieverschlußschrauben 61, die Verschlußkappe 59 sowie der Notauslöseknopf 62 erkennbar.
Fig. 10 ist die zu Fig. 5 bis 9 gehörige Vorderansicht des Fersenteils 1 mit den Auslenkrollen 14, dem Sohlenhalter 48 und dem Stützteil 50. Die hinteren Arretiervorrichtungen 7 sind durch je eine Blattfeder 63 am Gehäuse 31 des Fersenteils 1 befestigt und greifen in je eine der Arretieröffnungen 16 der in der Aufnahmeschiene 5 geführten Verbindungsleisten 2 ein, so daß das Gehäuse 31 in der gewählten Einstellung festgehalten ist.
In Fig. 11 und 12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Fersenteils 1 dargestellt. Hier ist der Sohlenhalter 48 unmittelbar am Stützteil 50 ausgebildet. Im Gehäuse 31 ist ein zusätzlicher, elektrischer Notauslöseknopf 66 sowie eine Verstellschraube 71 zum genauen Einstellen der Signalnehmer 64 und 65 (Fig. 6) angeordnet. Elektromagnet 57 und Magnetanker 58 sind nach Abschrauben der Verschlußkappe 59 in das Fersenteil 1 von hinten her eingeschoben.
Abweichend von Fig. 5 bis 10 ist gemäß Fig. 11 und 12 das Stützteil 50 durch ein Paar Federn 51 am Gehäuse 31 des Fersenteils 1 abgestützt. Die Federn 51 können durch je eine Einstellschraube 52 auf das Körpergewicht des Skiläufers eingestellt werden.
Die elektronische Auslösung kann in allen Ausführungsbeispielen durch einen in Fig. 7 gezeigten Drehkontakt 77 auf vorbestimmte Auslösewerte (biespielsweise für Anfänger oder Rennsportfarher) eingestellt werden.
Um zu vermeidien, daß die Skibindung unbefugt verwendet wird, kann zwischen dem Stützteil 50 und dem Notauslöseknopf 62 eine Sperrvorrichtung eingebracht werden, welche bewirkt, daß der Rollenverschluß durch das Einbringen entriegelt und die Skibindung somit nicht mißbraucht werden kann. Diese Art Diebstahlsicherung kann mit einem bestimmten Code des Eigentümers versehen sein, der den Zugriff Dritter vermeidet. Auch kann die elektronische Auslösung ferngesteuert werden, was bedeutet, daß bei einem Aussteigen aus der Skibindung letztlich nur ein am Körper getragenes Fernsteuerelement betätigt werden muß.